基于matlab的ofdm系统设计与仿真

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1、基于MATLAB的OFDM系统设计与仿真摘要：随着通信产业的逐步发展，4G时代已经来临。作为第四代移动通信技术的核心，OFDM得到了前所未有的关注。它具有频谱利用率高、抗干扰能力强等优点。本文首先简要介绍了OFDM的发展状况以及优缺点，然后详细分析了OFDM的工作原理及其相应的各个模块，并介绍了它的关键技术。最后，分别利用M函数和Simulink做了OFDM系统的设计与仿真，并对误码率进行了分析，得到了BER性能曲线。关键词：正交频分复用；MATLAB；仿真；BERDesignandSimulatio

2、nofOFDMSystemBasedonMATLABAbstract:Withthegradualdevelopmentofthecommunicationindustry,4Gerahascome.Asthekeytechnologyofthefourthgenerationmobilecommunications,OFDMhasreceivedunprecedentedattention.Ithasahighspectrumutilization,strongabilityofanti-inter

3、ferenceandsoon.ThisarticledescribesthedevelopmentofOFDMandit’sadvantagesanddisadvantagesbriefly,analysistheworkingprinciplesofOFDMandeachmoduledetailed,anddescribesit’skeytechnology.Atlast,designandsimulateOFDMsystemwiththeMfunctionandSimulinkseparately

4、,analysistheerrorrateandobtainBERperformancecurve.Keywords:OFDM;MATLAB;Simulation;BER27目录1引言41.1OFDM概述41.1.1OFDM技术发展历史41.1.2OFDM技术的优缺点52OFDM基本原理及关键技术52.1OFDM基本原理及系统构成52.1.1OFDM基本原理52.1.2串并转换62.1.3调制与解调62.1.4保护间隔与循环前缀82.2OFDM的关键技术102.2.1信道估计概述102.2.2基于导频

5、的信道估计方法102.2.3信道的插值方法113OFDM的系统设计与仿真123.1MATLAB概述123.2OFDM系统设计与仿真123.2.1随机序列的产生123.2.2串并转换143.2.3QPSK调制143.2.4QPSK调制星座图143.2.5IFFT/FFT运算153.2.6保护间隔和循环前缀163.2.7并串转换163.2.8加入高斯白噪声173.2.9QPSK解调173.2.10接收信号183.3系统误码率的分析18273.4基于Simulink的系统仿真194总结21参考文献21附录2

6、2271引言1.1OFDM概述随着移动通信和无线网需求的不断增长，需要越来越高速的无线系统设计，而这其中一个最直接的挑战就是克服无线信道带来的严重的频率选择性衰落。正交频分复用(OFDM)技术可以很好地克服无线信道的频率选择性衰落。由于其简单高效，OFDM已成为实现高速无线通信系统中最核心的技术之一。OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)是一种特殊的多载波传输方式，由于各子载波之间存在正交性，允许子信道的频谱互相重叠，与常规的频分复用系统相比，OFD

7、M可以最大限度的利用频谱资源，使得频谱利用率提高近一倍。同时它把高速数据通过串并转换，使得每个子载波上的数据符号持续长度相对增加，降低了子信道的信息速率，将频率选择性衰落信道转换为平坦衰落信道，从而具有良好的抗噪声、抗多径干扰的能力，适合在频率选择性衰落信道中进行高速数据的传输。此外，在OFDM中引入循环前缀，克服了OFDM相邻块之间的干扰(IBI)，保持了载波间的正交性，同时循环前缀长度大于信道扩展长度，有效地抑制了码间干扰(ISI)。可以看出，OFDM技术抗多径能力强、频谱利用率高、易于实现的优势

8、，对短波数据通信具有广阔的应用价值，为提高短波通信频谱利用率和传输速率提供了新的解决方案[1]。1.1.1OFDM技术发展历史正交频分复用技术己有近40年的发展历史，其概念最早出现于20世纪50年代中期。20世纪60年代，人们对多载波调制(MCM)技术进行了许多理论上的研究，形成了并行数据传输和频分复用的思想。20世纪80年代，人们对多载波调制在高速Modem、数字移动通信等领域中的应用进行了较为深入的研究。到了90年代，数字信号处理技术和超大规模集成电